Removal of Nitrogenous Compounds by Immobilized Mixed Microorganisms Including Photosynthetic Bacteria

광합성 세균을 포함한 고정화 복합미생물에 의한 질소성분 제거

For efficient removal of nitrogenous compounds produced in recirculating aquaculture system, the N removal characteristics of immobilized mixed microorganisms were investigated at various mixing ratios of photosynthetic bacteria (PSB) immobilized in PVA beads or CTA cubes and ammonium utilizing bacteria (AUB) immobilized in PVA beads. On the optimal medium of AUB, the maxium gas production rate was obtained at the mixing ratio of 10:40 (PSB:AUB), and the gas production rate increased as the portion of AUB beads in the mixed beads increased. When the mixing ratios of PSB:AUB beads were 50:0, 40:10, 25:25 and 10:40, the final pHs were measured to be 6.29, 6.01, 5.69 and 5.13, respectively. On the optimal medium of PSB, however, the volume and the rate of gas production decreased remarkably as the portion of AUB beads in the mixed beads increased. The final pH was measured to be approximately 6.5, regardless of the mixing ratio. In the reactions by the mixed culture of PSB cubes and AUB beads, all results showed the same tendency of those by the mixed culture of PSB and AUB beads, but the volume and the rate of gas production decreased remarkably, even with 0.2ml of gas production in control. From all the results, the use of mixed PSB and AUB beads at the ratio of 10:40 seems to be efficient to remove nitrogenous compounds in wastewater from recirculating aquaculture system.

순환여과식 양어 생산시스템에 있어 발생되는 폐수의 효율적 처리를 위하여, 유독 질소성분 처리능력이 뛰어난 광합성세균(PSB)을 PVA에 고정화한 beads 또는 CTA에 고정화한 cubes와 $NH{_4}^+$를 잘 이용하는 균(AUB)을 고정화한 beads를 여러 비율로 혼합한 고정화 혼합균에 의한 N 제거 특성을 알아보았다. AUB 최적 배지에서의 반응결과를 보면, 최대 가스 생성율은 PSB:AUB beads의 비율이 10:40 일 때, 0.87ml/h로 가장 높았고, 전체 beads 중 AUB beads의 혼합비율이 높을수록 가스 생성율이 높아짐을 알 수 있었다. PSB:AUB beads의 혼합비율이 50:0, 40:10, 25:25 및 10:40 일 때 pH값은 6.29, 6.01, 5.69 및 5.13으로 나타났다. 이에 반해 미량의 $NH{_4}^+$를 포함하는 PSB 최적배지에서의 반응결과를 보면, 전체 beads 중 AUB가 차지하는 비율이 높을수록 가스 생성양 및 가스 생성율은 현저하게 낮게 나타났다. 이때, pH값은 두 균주의 혼합 비율에 관계없이 약 6.5로 일정하게 나타났다. PSB cubes와 AUB beads를 여러 비율로 섞어 실험한 결과는 PSB beads와 AUB beads를 섞어 반응시킨 결과와 같은 경향을 보였으나 가스의 생성량 및 생성속도가 현저하게 감소하였고, control 반응에서도 가스 생성량이 0.2ml로 매우 적은 양이 발생하였다. 이상의 결과로 보아, $NH{_4}^+$, $NO{_2}^-$ 및 $NO{_3}^-$ 성분이 들어있는 실제 양식폐수의 수질정화에 있어서 PSB:AUB beads를 10:40으로 혼합한 고정화 균주를 이용할 경우 폐수내 N 성분의 동시 제거에 효과적일 것으로 보인다.